ARM微處理器寄存器裝載和存儲

傳送單一數(shù)據(jù)

使用單一數(shù)據(jù)傳送指令(STR 和 LDR)來裝載和存儲單一字節(jié)或字的數(shù)據(jù)從/到內(nèi)存。尋址是非常靈活的。

首先讓我們查看指令格式:

LDR{條件}    Rd, <地址>STR{條件}    Rd, <地址>LDR{條件}B   Rd, <地址>STR{條件}B   Rd, <地址>

這些指令裝載和存儲 Rd 的值從/到指定的地址。如果象后面兩個指令那樣還指定了‘B’，則只裝載或存儲一個單一的字節(jié)；對于裝載，寄存器中高端的三個字節(jié)被置零(zeroed)。

地址可以是一個簡單的值、或一個偏移量、或者是一個被移位的偏移量。可以還可以把合成的有效地址寫回到基址寄存器(去除了對加/減操作的需要)。

各種尋址方式的示例：　

譯注：下文中的 Rbase 是表示基址寄存器，Rindex 表示變址寄存器，index 表示偏移量，偏移量為 12 位的無符號數(shù)。用移位選項表示比例因子。標(biāo)準(zhǔn)尋址方式 - 用 AT&T 語法表示為 disp(base, index, scale)，用 Intel 語法表示為 [base + index*scale + disp]，中的變址(連帶比例因子)與偏移量不可兼得。

STR    Rd, [Rbase]          存儲 Rd 到 Rbase 所包含的有效地址。STR    Rd, [Rbase, Rindex]  存儲 Rd 到 Rbase + Rindex 所合成的有效地址。 STR    Rd, [Rbase, #index]  存儲 Rd 到 Rbase + index 所合成的有效地址。index 是一個立即值。例如，STR Rd, [R1, #16] 將把 Rd 存儲到 R1+16。STR    Rd, [Rbase, Rindex]! 存儲 Rd 到 Rbase + Rindex 所合成的有效地址，并且把這個新地址寫回到 Rbase。STR    Rd, [Rbase, #index]! 存儲 Rd 到 Rbase + index 所合成的有效地址，并且并且把這個新地址寫回到 Rbase。STR    Rd, [Rbase], Rindex  存儲 Rd 到 Rbase 所包含的有效地址。把 Rbase + Rindex 所合成的有效地址寫回 Rbase。STR    Rd, [Rbase, Rindex, LSL #2] 存儲 Rd 到 Rbase + (Rindex * 4) 所合成的有效地址。STR    Rd, place            存儲 Rd 到 PC + place 所合成的有效地址。

如果你指定預(yù)先變址尋址(這里的基址和變址都在方括號中)，用是否存在‘!’來控制寫回操作。上面的第4和第5個例子中使用了這個標(biāo)志。你可以使用它來在內(nèi)存中自動正向或反向移動。一個字符串打印例程將變成:

.loopLDRB   R0, [R1, #1]!SWI    "OS_WriteC"CMP    R0, #0BNE    loop

.loopLDRB   R0, [R1]SWI    "OS_WriteC"ADD    R1, R1, #1CMP    R0, #0BNE    loop

對于過后變址尋址‘!’是無效的(這里的變址在方括號外面，比如上面的例子6)，因為寫回是暗含的。

如同你見到的那樣，變址可以被移位來實現(xiàn)比例縮放。除此之外，可以從基址上減去偏移量。在這種情況下，你可以使用如下代碼:

LDRB   R0, [R1, #-1]

盡管你可以存儲或裝載 PC，但你不可以用裝載或存儲指令來修改 PSR。要裝載一個被存儲的‘狀態(tài)’并正確的恢復(fù)它，請使用:

LDR    R0, [Rbase]MOVS   R15, R0

依照 ARM 匯編手冊:

譯注：下文所敘述內(nèi)容針對的是小端字節(jié)序配置，對大端字節(jié)序配置在手冊中另有專門敘述。

• 如果提供的地址在一個字邊界上，則字節(jié)裝載(LDRB)使用在 0 至 7 位上的數(shù)據(jù)，如果在一個字地址加上一個字節(jié)上，則使用 8 至 15 位，以此類推。選擇的字節(jié)被放入目標(biāo)寄存器的低端 8 位中，并把寄存器中其余的位用零填充。
• 字節(jié)存儲(STRB)在數(shù)據(jù)總線上重復(fù)源寄存器的的低端 8 位 4 次。由外部的內(nèi)存系統(tǒng)來激活適當(dāng)?shù)淖止?jié)子系統(tǒng)來存儲數(shù)據(jù)。
• 字裝載(LDR)或字存儲(STR)將生成一個字對齊的地址。使用一個非字對齊的地址將有不明顯和未規(guī)定的結(jié)果。實際上提示的是你不能使用 LDR 從一個非對齊的地址裝載一個字。

傳送多個數(shù)據(jù)

LDM/STM 的主要用途是把需要保存的寄存器到棧上。如我們以前見到過的STMFD R13!, {R0-R12, R14}。

指令格式是:

xxM{條件}{類型}  Rn{!}, <寄存器列表>{^}

‘xx’是 LD 表示裝載，或 ST 表示存儲。

再加 4 種‘類型’就變成了 8 個指令:

棧        其他LDMED     LDMIB     預(yù)先增加裝載LDMFD     LDMIA     過后增加裝載LDMEA     LDMDB     預(yù)先減少裝載LDMFA     LDMDA     過后減少裝載 STMFA     STMIB     預(yù)先增加存儲STMEA     STMIA     過后增加存儲STMFD     STMDB     預(yù)先減少存儲STMED     STMDA     過后減少存儲

匯編器關(guān)照如何映射這些助記符。注意 ED 不同于 IB；只對于預(yù)先減少裝載是相同的。在存儲的時候，ED 是過后減少的。

FD、ED、FA、和 EA 指定是滿棧還是空棧，是升序棧還是降序棧。一個滿棧的棧指針指向上次寫的最后一個數(shù)據(jù)單元，而空棧的棧指針指向第一個空閑單元。一個降序棧是在內(nèi)存中反向增長(就是說，從應(yīng)用程序空間結(jié)束處開始反向增長)而升序棧在內(nèi)存中正向增長。

其他形式簡單的描述指令的行為，意思分別是過后增加(Increment After)、預(yù)先增加(Increment Before)、過后減少(Decrement After)、預(yù)先減少(Decrement Before)。

RISC OS 使用傳統(tǒng)的滿降序棧。在使用符合 APCS 規(guī)定的編譯器的時候，它通常把你的棧指針設(shè)置在應(yīng)用程序空間的結(jié)束處并接著使用一個 FD (滿降序 - Full Descending)棧。如果你與一個高級語言(BASIC 或 C)一起工作，你將別無選擇。棧指針(傳統(tǒng)上是 R13)指向一個滿降序棧。你必須繼續(xù)這個格式，或則建立并管理你自己的棧(如果你是死硬派人士那么你可能喜歡這樣做!)。

‘基址’是包含開始地址的寄存器。在傳統(tǒng)的 RISC OS 下，它是棧指針 R13，但你可以使用除了 R15 之外的任何可獲得的寄存器。

如果你想把操作后棧頂?shù)漠?dāng)前的內(nèi)存地址保存到棧指針中，可以簡單的在棧指針寄存器后面設(shè)置一個寫回標(biāo)志‘!’。

寄存器列表放在{花括號}中。不管你用什么次序在其中指定寄存器，寄存器按從最低到最高的編號次序與到從低端到高端的內(nèi)存之間傳送數(shù)據(jù)。并且因為用指令中的一個單一的位來表示是否保存一個寄存器，不可能指定某個寄存器兩次。它的副作用是不能用下面這樣的代碼:

STMFD  R13!, {R0, R1}LDMFD  R13!, {R1, R0}

提供了一個有用的簡寫。要包含一個范圍的寄存器，可以簡單的只寫第一個和最后一個，并在其間加一個橫杠。例如R0-R3等同與R0, R1, R2, R3，只是更加整齊和理智而已...

在把 R15 存儲到內(nèi)存中的時候，還保存了 PSR 位。在重新裝載 R15 的時候，除非你要求否則不恢復(fù) PSR 位。要求的方法是在寄存器列表后跟隨一個‘^’?！?/p>

STMFD  R13!, {R0-R12, R14}...LDMFD  R13!, {R0-R12, PC}

STMFD  R13!, {R0-R12, R14}...LDMFD  R13!, {R0-R12, PC}^

注意在這兩個例子中，R14 被直接裝載到 PC 中。這節(jié)省了對 MOV(S) R14 到 R15 中的需要。
警告: 使用 MOVS PC，... 不遵從 32 bit 體系。你需要使用 MRS 和 MSR 來處理 PSR。

SWP : 單一數(shù)據(jù)交換

(Swap)

SWP{條件}{B}  , , []

SWP將:

• 從操作數(shù) 2 所指向的內(nèi)存裝載一個字并把這個字放置到目的寄存器中。
• 把寄存器操作數(shù) 1 的內(nèi)容存儲到同一個地址中。